机械优化设计读书笔记

第一篇：机械优化设计读书笔记

机械设计 创新优化设计总结

XXX总结

2012年7月12日我们终于完成了为期2周的创新设计，对我们来说是成功的，是来之不易的，我们在设计过程中的遇到的难题，都被我们一一解决，为了完美的实现各个步骤的要求，我们一次又一次的实验，最后终于再没有意外出现的情况下完成了此次的设计。

创新设计是指充分发挥设计者的创造力,利用人类已有的相关科技成果进行创新构思,设计出具有科学性、创造性、新颖性及实用性的一种实践活动。机械多米诺的设计就是一连串的机械联动实验过程，但对于我们来说还是一个不小的挑战，因为从没有做过实体设计，所以制作过程才是难中之难，重中之重。

此次创新设计是对我们每一个人在各方面能力的全面锻炼，这是一个自我提升的过程。在这个过程中所得到的经验对以后的学习工作生活都很重要。总结自己团队的成败得失吸取成功团队的宝贵经验，个人觉得一个团队要取得成功以下几点非常重要：

1.首先需要一个优秀的领导者，在拥有必要的基本知识技能外还需要能够统筹全局，充分调动整个团队的积极性，发挥每个团队成员的长处，挖掘每个成员的潜能。这需要他能够准确把握宏观的方向也要注意很小的细节问题。

2.一个团结奋进的团队，不仅是个人能力有限，在思维的灵活、见识的广度、上个人都是无法和团队相比拟的。一个团结的团队会有不竭的动力，团员间互相鼓励保证了团队的旺盛的斗志。团员间相互交流相互理解使整个设计可以得心应手。

3.明确的目标和坚定的信念以及不灭的斗志。坚持到最后就是胜利，说的容易但做起来却不是那么回事，很多时候在最需要坚持时，没有一个明确而有强烈的目标很难取得最后的成功。

在这两周的创新设计实习中我学会了很多，也懂得了很多从生活中没发获得到的知识和道理。从经历的挫折和失败，到现在冷静的我，使我明白了一个道理：人生不可能存在一帆风顺的事，只有自己勇敢地面对人生中的每一个挫折和失败，才能通往自己的罗马大道。在这半年里，我有失落过，烦恼过，悲伤过。有时觉得自己放手让时间在自己的手里流走，可能是或者我的缺陷和不足。但我知道这是上天对我的一个考验，但在每次失落的时候我都会反省过来，告诉自己清楚自己应该做的是什么，在挫折面前我們应该善用于扬长避短的方法来促进自己，提高自己的综合水平能力。在学习方面虽然自己普通平凡，但是我会努力提高，做到最好，不管遇到什么困扰我都不会跌倒，我会不懈努力。从以前学习情况中，我觉得自己更应该发奋学习。

我们是学机械设计制造及其自动化的，书本上学过良多理论常识，似乎通俗易懂，但从未付诸实践过，也许等到真正需要用时，才会体味到难度，才能意识到自己能力的欠缺和常识的匮乏。在创新设计的这段时间里，我拓宽了视野，增添了见识，体验到社会竞争的残酷，而更多的是但愿自己在工作中堆集各方面的经验，为未来自己走创业之路做筹备。作为我在踏出社会之前的为数不多的几回实践中，此次的实践简直给以了我很多经验。另外，在设计过程中和组员的交流，让我认识到了自己看到了现状。从对比中看到了自己的情况，对自己在今后的学习生活上也有很大的帮助，给自己今后在一些事情上的选择上提供了借鉴。

此后，我将继续拓展自己的思维憬悟，进一步完美和充实自己，争夺在往后的进修中更好的完美自己，在往后的实践中更好的运用自己的常识，做一个及格的机械设计制造及其自动化的学生，未来做一名对社会有用的人。

XXX总结

此次创新设计是对我们每一个人在各方面能力的全面锻炼，这是一个自我提升的过程。在这个过程中所得到的经验对以后的学习工作生活都很重要。总结自己团队的成败得失吸取成功团队的宝贵经验，个人觉得一个团队要取得成功以下几点非常重要：1.首先需要一个优秀的领导者，在拥有必要的基本知识技能外还需要能够统筹全局，充分调动整个团队的积极性，发挥每个团队成员的长处，挖掘每个成员的潜能。这需要他能够准确把握宏观的方向也要注意很小的细节问题。2.一个团结奋进的团队，不仅是个人能力有限，在思维的灵活、见识的广度、上个人都是无法和团队相比拟的。一个团结的团队会有不竭的动力，团员间互相鼓励保证了团队的旺盛的斗志。团员间相互交流相互理解使整个设计可以得心应手。 经过几周的奋战我的创新设计设计终于完成了。在没有做创新设计以前觉得创新设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做创新设计发现自己的看法有点太片面。创新设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值!有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。

在此要感谢我们的指导王老师我们悉心的指导，感谢他给我们的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。

在这种相互协调合作的过程中。口角的斗争在所难免，关键是我们如何的处理遇到的分歧，而不是一味的计较和埋怨。这不仅仅是在类似于这样的协调当中，生活中的很多事情都需要我们有这样的处理能力,面对分歧大家要消除误解，相互理解，增进了解，也许很多问题没有想象中的那么复杂，关键还是看我们的心，那种处理和解决分歧的心，因为毕竟我们的出发点都是很好的。 创新设计也是一种学习同学优秀品质的过程，追求卓越的过程。我们过去有位老师说得好，有有些事情的产生只是有原因的，别人能在诸如学习上取得了不一般的成绩，那绝对不是侥幸或者巧合，那是自己付出劳动的成果的彰显，那是自己辛苦过程的体现。这种不断上进，认真一致的心态也必将导致一个人在生活和学习的各个方面做的很完美，有位那种追求的锲而不舍的过程是相同的，这就是一种优良的品质，它将指引着一个人意气风发,更好走好自己的每一步。 在今后的学习中,一定要戒骄戒躁,态度端正,虚心认真，要永远的记住一句话:态度决定一切。

XXX总结

在这两周的创新设计实习中我学会了很多，也懂得了很多从生活中没发获得到的知识和道理。从经历的挫折和失败，到现在冷静的我，使我明白了一个道理：人生不可能存在一帆风顺的事，只有自己勇敢地面对人生中的每一个挫折和失败，才能通往自己的罗马大道。在这半年里，我有失落过，烦恼过，悲伤过。有时觉得自己放手让时间在自己的手里流走，可能是或者我的缺陷和不足。但我知道这是上天对我的一个考验，但在每次失落的时候我都会反省过来，告诉自己清楚自己应该做的是什么，在挫折面前我們应该善用于扬长避短的方法来促进自己，提高自己的综合水平能力。在学习方面虽然自己普通平凡，但是我会努力提高，做到最好，不管遇到什么困扰我都不会跌倒，我会不懈努力。从以前学习情况中，我觉得自己更应该发奋学习。

我们是学机械设计制造及其自动化的，书本上学过良多理论常识，似乎通俗易懂，但从未付诸实践过，也许等到真正需要用时，才会体味到难度，才能意识到自己能力的欠缺和常识的匮乏。在创新设计的这段时间里，我拓宽了视野，增添了见识，体验到社会竞争的残酷，而更多的是但愿自己在工作中堆集各方面的经验，为未来自己走创业之路做筹备。作为我在踏出社会之前的为数不多的几回实践中，此次的实践简直给以了我很多经验。另外，在设计过程中和组员的交流，让我认识到了自己看到了现状。从对比中看到了自己的情况，对自己在今后的学习生活上也有很大的帮助，给自己今后在一些事情上的选择上提供了借鉴。

在这种相互协调合作的过程中。口角的斗争在所难免，关键是我们如何的处理遇到的分歧，而不是一味的计较和埋怨。这不仅仅是在类似于这样的协调当中，生活中的很多事情都需要我们有这样的处理能力,面对分歧大家要消除误解，相互理解，增进了解，也许很多问题没有想象中的那么复杂，关键还是看我们的心，那种处理和解决分歧的心，因为毕竟我们的出发点都是很好的。创新设计也是一种学习同学优秀品质的过程，我们过去有位老师说得好，有有些事情的产生只是有原因的，别人能在诸如学习上取得了不一般的成绩，那绝对不是侥幸或者巧合，那是自己付出劳动的成果的彰显,那是自己辛苦过程的体现。这种不断上进，认真一致的心态也必将导致一个人在生活和学习的各个方面做的很完美，有位那种追求的锲而不舍的过程是相同的，这就是一种优良的品质，它将指引着一个人意气风发,更好走好自己的每一步。 在今后的学习中,一定要戒骄戒躁,态度端正,虚心认真，要永远的记住一句话:态度决定一切。

经过几周的奋战我的创新设计设计终于完成了。在没有做创新设计以前觉得创新设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做创新设计发现自己的看法有点太片面。创新设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值!有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。

第二篇：机械优化设计说课稿

《优化设计的数学模型》说课稿

张华

我说课的题目是：《优化设计的数学模型》。本章是中国石化出版社第一版《现代设计方法》第二章第二节的内容。我主要从教材分析，教法设计，学法指导，教学设计四个方面进行阐述。

一、 教材分析：从以下三方面加以分析。

1、地位作用：本节主要讲授建立优化设计数学模型的三要素：即目标函数、设计变量和约束条件，建立优化设计问题的数学模型，是进行实际问题优化设计首要环节，它为后续进行优化设计算法和编程，以及得出准确的优化结果奠定良好的基础。本小节是第二章的教学重点章节。

2、教学目标： 根据大纲要求，结合学生特点，我将教学目标定为知识目标，能力目标，情感目标三个方面。

知识目标： 1)理解优化设计问题数学模型的组成 。

2)掌握优化设计问题数学模型的建立方法。

能力目标： 1)培养学生从实际问题进行抽象、概括、归纳优化设计数学模型的能力。

2)培养学生主动探究、协作学习的能力。

情感目标：培养学生迎难而上克服困难的精神和正确认识事物本质的方法论。

3、学情分析

本门课的授课对象是普通本科机械电子工程专业大三学生，他们前续已经学习了《高等数学》、《机械设计》、《机械原理》、《现代工程图学》、《三维软件基础》等课程，具有产品设计研发的基本思路和方法，但工程实践经验不足，概括和抽象能力有待提升。

4、重点与难点

由于工程优化问题的复杂难易程度有差异，所以其数学模型的建立也有难易，而建立其优化设计的数学模型是开展后续优化环节的首要步骤，数学模型建立是否准确，直接决定了后续优化结果的可靠性，所以它是本章的重点。而要使学生掌握优化设计数学模型的建立方法，需要学生有数学建模的基本理论，有工程问题抽象思维的能力，而这对于机电专业普通本科生而言是有一定的难度的，所以把它定为教学难点。

二、 教法设计：

主要采用演示法、启发诱导法和研讨法的教学方法，通过“动画演示、创设问题情境提出问题、探究验证回答问题、发现一般规律、共同讨论得出结论”等环节，体现“教为主导，学为主体”的教学原则。

教学手段：多媒体辅助教学。

三、学法指导：

1、“授人以鱼，不如授人以渔”。通过教师创设形象生动的教学氛围，让学生能主动参与，积极探究,善于思考，协作学习，从而提高学生分析问题，解决问题的能力。

2、采用提取旧知-积极思维-实验探究-构建新知-巩固深化的学法。

四、教学设计：为更好地完成教学目标，我将教学设计分为以下六个部分。

1、复习提问：

减速器课程设计你所完成的题目是什么?是什么类型的减速器?你所采用的传动方案是怎样的?请大家回顾上学期所完成的机械原理机械设计综合设计并回答以上问题。

虽然是上学期完成的综合设计，但由于是集中实践环节，学生投入的时间尽力比较多，费了很大劲，应该留有很深刻的印象，通过回忆，学生应该很容易进入到以前课程设计的情境。

2、创设情境(课堂导入)：

透过回忆以前机械原理机械设计综合设计的情境，进一步深入，启发学生，他们所完成的设计过程是否基本是采用手工的方法完成的，计算工作量很大，图纸绘制的难度也比较大，但是设计结果的可信性如何?是否是最佳的设计结果?你所设计的减速器是否体积做到了最小，最能节约原材料?这会引起学生的深思。

在前面复习的基础上，采用这种形象生动的导入法，激发了学生探究新知识的欲望，将学生的兴趣点引到了对优化设计的研究上来。

3、探索研究：

要进行优化设计，首先应建立其数学模型，然后采用计算机编程的方法完成优化设计，数学模型建立是否准确，直接影响优化设计结果，进而进入第一个教学目标：优化设计问题数学模型的组成。

优化设计数学模型的建立是本节的重点和难点：为突破难点，我把探究过程分为四步：

第一步：举例：货箱的优化设计：给出设计条件和要求，现用薄板制造一体积为100m3，长度不小于5m的无上盖的立方体货箱，要求该货箱的钢板耗费量最少，试确定货箱的长、宽、高尺寸。然后进行分析：

(1)目标：用料最少，即货箱的表面积最小。 (2)设计参数确定：长x1 、宽x2 、高x3; (3)设计约束条件：

(a)体积要求

(b)长度要求 进而确定其数学模型： 设计参数： x1,x2,x3设计目标： minSx1x22(x2x3x1x3)约束条件：

g1x15

g2x20

g3x30

h1x1x2x3100这样可使学生产生初步的感性认识，带着问题有目的的去掌握知识。

第二步：在第一步工作的基础上，提出问题：如何建立减速器优化设计的数学模型呢?给学生提出设计条件和要求：已知：传动比i，转速n，传动功率P，大小齿轮的材料，设计该齿轮副，使其重量最轻。

引导学生尝试建立其优化设计的数学模型。在此，组织学生分组进行讨论，每组讨论后提出一个优化设计的数学模型。之后，组织进行全班辩论，究竟哪组

提出的优化设计数学模型是最合理的?在辩论的同时，学生可以自然接受一些规律性知识：如设计变量的数目确定问题，约束条件的分类问题，目标函数的简化问题等。

这样在学生通过充分讨论后，自觉的运用已有的知识发现优化设计数学模型的建立规律，从而使难点突破。

第三步：实际演练，要求学生完成上学期机械原理机械设计综合设计的减速器优化设计数学模型的建立，通过这样实际的演练，进一步使学生接触工程实际，锻炼学生的工程意识，并进一步验证前面所发现的规律。

以上第

二、第三步是本小结的教学关键，一定要针对授课班级学生的实际情况，组织好教学。

第四步：通过学生讨论得出结论，如何将工程实际问题抽象为优化设计数学模型。

以上通过“提出问题——回答问题发现规律——验证规律——共同讨论得出结论”的四步教学法，将难点分解，层层递进，步步深入，强化重点的同时，变难点为趣点，使学生轻松掌握所学知识。

4、总结提炼

教师归纳总结本次课内容，并导入下一节内容：如何编程解决优化设计问题。使学生更好的理解本小节的重、难点，同时也能使本次教学前后连贯，一气呵成!

5、布置作业通过课后作业，使学生巩固课堂知识。

6、 板书设计 分为主、副板书。 主板书：

一、优化设计的数学模型

1、目标函数

2、设计变量

3、约束条件

二、优化设计数学模型建立的一般规律

1、设计变量

(1)抓主要，舍次要

2、约束条件 (1)边界约束 (2)性能约束

3、目标函数

目标函数必须包含全部设计变量。在机械设计中，可作为参考目标函数的有： 最小体积，最轻重量，最高效率，最大承载能力，最小振幅或噪声，最小成本，最高利润。

附板书：举例 (略)

这样设计的目的使版面直观，层次分明，重点和难点突出。

附：其它说明

本课件是用PPT制作，力求做到使用方便，操作简单，界面美观，充分体现多媒体课件的辅助教学作用，使专业课的教学由抽象变具体，便于学生理解。

第三篇：《机械优化设计》课程实践报告

(课程实践报告封面模版)

合肥工业大学

《机械优化设计》课程实践

研究报告

班 级： 机设10 -04 学 号： 20100495 姓 名： 李健 授课老师： 王卫荣 日 期： 2012年 月 日

目录

一主要内容

1、一维搜索程序作业

A.λ = 0.618的证明..........................................1 B.编写用0.618法求函数极小值的程序..........................2

2、单位矩阵程序作业............................................4

3、其他工程优化问题..................................9 4连杆机构问题.....................................12

二实践心得体会...............................15

一: 主要内容

1. 一维搜索程序作业：

A.λ = 0.618的证明 (y2 > y1) 证明：0.618法要求插入点α

1、α2 的位置相对于区间 [a，b] 两端点具有对称性，即

已知 a1=a2 , 要求α1=α2 由于α1=b-λ(b-a) α2=a+λ(b-a) 12 若使α1=α2111222211则有：b-λ(b-a)=a+λ(b-a)= a1+λ(b-a) 121因此: b- a1=(λ+λ)( b- a1) 1

2( b- a1)( λ+λ-1)=0 1因为: b= a1 2所以: λ+λ-1=0 则有: 取方程正数解得

1若保留下来的区间为 [α1，b] ，根据插入点的对称性，也能推得同样的λ的值。 其0.618法的程序框图如下:

B.编写用0.618法求函数极小值的程序 例：(1)a=0 ，b=2π，f(x)=cox(x)

2 (2)a=0 ，b=10， f(x)=(x-2)+3(1)

#include #include void main(void) {

int i; float a1,a2,aa,y1,y2,ymin,e; float a=0,b=2*3.14159,n=0.618; a1=b-n*(b-a); a2=a+n*(b-a); print(“输入精度：”); scanf(“%f”,&e); for(i=0;i=10000;i=i++) {

y1=cos(a1); y2=cos(a2); if(y1

a=a1; a1=a2; a2=a+n*(b-a); } If(y1

b=a2; a2=a1; a1=b-n*(b-a); } if(fabs(b-a)/b

(2)

#include #include void main(void) {

int i; float a1,a2,aa,y1,y2,ymin,e; float a=0,b=10,n=0.618; a1=b-n*(b-a); a2=a+n*(b-a); print(“输入精度：”); scanf(“%f”,&e); for(i=0;i=10000;i=i++) {

y1=(a1-2)*(a1-2)+3; y2=(a2-2)*(a2-2)+3; if(y1>=y2) {

a=a1; a1=a2; a2=a+n*(b-a); } If(y1

b=a2; a2=a1; a1=b-n*(b-a); } if(fabs(b-a)/b

2.单位矩阵程序作业

编写生成单位矩阵的程序

程序文本

#include void main(void) { int a[100][100];

int N,i,j; printf("请输入所要输出矩阵的阶数(最多100阶):"); scanf("%d",&N); printf("输出的矩阵阶数为%d ",N); printf(" N "); /*****制作表头*****/

for(i=0;i

printf("%3d",i+1); printf(" ");

for(i=0;i

printf("---"); /*****分割线*****/

printf(" ");

for(i=0;i<100;i++) /*****数组赋值*****/

for(j=0;j<100;j++)

{

if(i==j)

a[i][j]=1;

else

a[i][j]=0;

}

for(i=0;i

{

printf("%2d:",i+1); /*****纵列序号*****/

for(j=0;j

{

printf("%3d",a[i][j]);

} printf(" "); } }

结果显示

从键盘输入9，显示9阶单位矩阵，结果如下

3. 其他工程优化问题

有一箱形盖板，已知长度

L=600mm，宽度b=60mm，厚度ts=0.5mm 承受最大单位载荷

4q=60N/cm，设箱形盖板的材料为铝合金，其弹性模量E710MPa，泊松比0.3，许用弯曲应力70MPa，许用剪应力45MPa，要求在满足强度、刚度和稳定性条件下，设计重量最轻的结构方案。 数学模型的建立：

1)设计变量：取结构的翼板厚度tf 和高度h为设计变量，即

tfx1x

hx2 2)目标函数：取结构的总重量最轻为目标函数，计算公式为

f(x)260t20.5h120x1x2 3)约束条件：

g1(x)[]max[]7g2(x)1x1x210max457g3(x)c1x13x210max45g4(x)1.5121x1x210fmax32111x2104g5(x)x10g6(x)x204)、根据目标函数和约束条件在Delphi程序坏境下编制程序如下：

5)、利用Delphi程序解决工程优化问题

使用复合形发寻找最优点在Delphi程序下输入所需参数值：

6)、根据目标函数和约束条件以及输入的参数值使用Delphi程序进行计算找到工程优化问题的优化极值：

4 连杆机构问题描述

图 3-1 机构简图

设计一曲柄连杆摇杆机构，要求曲柄l1从l1从m090时，摇杆l3的转角最佳再现已知的运动规律：E0围内变化。

3.12 数学模型的建立 2(0)2且l1=1，l4=5，0为极位角，其传动角允许在45135范3lxx1x2l2l3 设计变量：这里有两个独立参数l2和3。因此设计变量为

Tt目标函数：将输入角分成30等分，并用近似公式计算，可得目标函数的表达式

fxiEiii12i130

约束条件：

GX(1)=-X(1)0 GX(2)=-X(2) 0 GX(3)=-(X(1)+X(2))+6.00 GX(4)=-(X(2)+4.0)+X(1) 0 GX(5)=-(4.0+X(1))+X(2) 0 GX(6)=-(1.4142*X(1)*X(2)-X(1)**2-X(2)**2)-16.00 GX(7)=-(X(1)**2+X(2)**2+1.4142*X(1)*X(2))+36.00

3.13 程序编制

procedure ffx;

var

p0,q0,T,PI,QE,D,AL,BT,QI:real;

K:integer;

test:string; begin

with form1.rand do

begin

NFX:=NFX+1;

p0:=arccos((sqr(1.0+X[1])-sqr(X[2])+25.0)/(10.0*(1.0+X[1])));

q0:=arccos((sqr(1.0+X[1])-sqr(X[2])-25.0)/(10.0*X[2]));

T:=90.0/30.0*(3.1415926/180.0);

FX:=0.0;

For K:=0 To 30 do;

begin

PI:=p0+K*T;

QE:=Q0+2.0*sqr(PI-p0)*2/(3.0*3.1415926);

D:=SQRT(26.0-10.0*COS(pI));

AL:=ArcCos((D*D+X[2]*X[2]-X[1]*X[1])/(2.0*D*X[2]));

BT:=arccos((D*D+24.0)/(10.0*D)); IF ((PI>=0.0) AND (PI<3.1415926)) THEN

QI:=3.1415926-AL-BT ELSE

QI:=3.1415926-AL+BT; IF((K<>0) OR (K<>30)) THEN

FX:=FX+sqr(QI-QE)*T ELSE FX:=FX+sqr(QI-QE)*T/2.0;

end;

end; end; procedure ggx; begin

with form1.rand do

begin

GX[1]:=-X[1];

GX[2]:=-X[2]; GX[3]:=-(X[1]+X[2])+6.0; GX[4]:=-(X[2]+4.0)+X[1]; GX[5]:=-(X[1]+4.0)+X[2]; GX[6]:=-(1.4142*X[1]*X[2]-X[1]*X[1]-X[2]*X[2])-16.0; GX[7]:=-(X[1]*X[1]+X[2]*X[2]+1.4142*X[1]*X[2])+36.0;

end; end; 3.14使用Delphi程序验证连杆机构问题 方法：随机方向法。 Delphi程序的使用：

3.15验证结果显示

二:实践心得体会

总的看来,机械优化设计是适应生产现代化要求发展起来的,是一门崭新的学科。它是在现代机械设计理论的基础上提出的一种更科学的设计方法,它可使机械产品的设计质量达到更高的要求。因此,在加强现代机械设计理论研究的同时,还要进一步加强最优设计数学模型的研究,以便在近代数学、力学和物理学的新成就基础上,使其更能反映客观实际。同时机械优化设计的研究还必须与工程实践、数学力学理论、计算技术和电子计算机的应用等紧密联系起来,才能具有更广阔的发展前景。

作为21世纪的大学生，要使自己适应社会需求，首先在做任何事之前都应该有正确的态度看待问题，把这些想法作为促使自己进步的动力，再去学习课本知识，效果应该很不一样，有了想法就付诸行动，随着对课本内容的学习跟老师的讲解，发现并不是像自己在学期初想的那样困难，特别是在老师介绍了一些与机械优化设计相关的计算机语言和计算机软件后，真正体会到科学优化设计的强大跟简洁明了，与传统优化设计方法相比较，大大提高了设计效率和质量。作为机械专业的一名学生，本课程，掌握最优化问题的基本解决方法，从多个可能的方案中选出最合适的、能实现预定最优目标的最优方案有着很现实的意义，为今后的工程实际提供了良好的理论储备。在学完课程之后，反思自己在学习过程中的得失，深深体会到，不论在人生的哪个阶段，都要对自己负责，做任何事都要耐心，细致，“千里之行，始于足下”，学会在物欲横流的社会大潮中，坚持踏踏实实走好人生的每一步。

第四篇：《机械创新设计》课程读书报告

姓名：

班级：

学号：

专业：

蠕行式仿生变直径杆爬行机器人的创新设计

择要：设计研发了一种利用电机驱动凸轮机构、曲柄连杆机构、摆杆机构等实现在变直径杆上攀爬的非智能的蠕行式仿生爬杆机器人。在对机器人灵巧的结构和工作原理作出说明的基础上，进行了运动学建模和仿真分析。实验表明，该机器人爬行稳定，工况好。

关键词：爬杆机器人变直杆曲柄连杆凸轮

一、仿生机器人设计需求

现代生活中，高空作业不断增加，市场上少量使用的气动蠕行式爬行器，其上升和下降运动的实现由气压控制，需要气源和气动控制系统，能量损耗大，并且一般伴有较大的噪声。因为连接了大量的支持设备，气动蠕行式爬行器的体积和活动范围都受到限制，而且设备成本较高。

二、仿生设计原理

这是一种新颖的变直径杆仿生爬行机构设计方案，该方案能基本满足我们设定的工作状况。该机器人是模仿人的爬树动作而设计的。人爬树时，两脚夹紧树杆，两腿一蹬，两手抱住树杆，人向上移，然后两手抱紧树杆，收腿提脚上移，一步步向上爬行。该机器人的爬行动作原理示意如下图1所示。

图1 机器人爬行动作原理示意图

图2 机器人结构原理图

既然是仿生尺蠖式蠕动，那么在本机器人的设计中，将以实现机器人躯干的伸缩为往复运动的主要动作为目标。往复运动的实现有很多种，常见的机构有：不完全齿轮齿条双侧停歇机构、曲柄连杆机构、圆柱齿轮齿条机构、螺旋丝杆机构等。这几种机构各有自己的优缺点，曲柄连杆机构可以很好地协调好机器人的整体工作。

从图1中可以看出，机器人的爬行动作原理可分为以下5步： 1) 在初始状态1时，下机械手夹紧、上机械手松开见图2所示)

2)电机回转，驱动曲柄及和曲柄固接在一起的下并联盘形凸轮顺时针转动，推动下机械臂摆动，与此同时带动和连杆固接在一起的上移动凸轮向下移动，推 动上机械臂摆动，当下并联盘形凸轮转过升程角时，下机械手松开;与此同时上移动凸轮向下移动过空行程，上机械手抓紧，即状态2。

3) 电机继续回转，此时上机械手夹紧、下机械手松开，机器人下部在电机的提升拉力作用下向上移动，当曲柄和连杆重叠共线时，机器人下部被提升到极限位置，即状态3。

4) 电机继续回转，当下并联盘形凸轮转过回程角时，下机械手夹紧;与此同时上移动凸轮向上滑过空行程，上机械手松开，即状态4。

5) 电机继续回转，因为下机械手夹紧、上机械手松开，所以机器人上部在电机的提升推力作用下向上移动，当曲柄和连杆拉直共线时，机器人上部提升到极限位置，即状态5。

从图2和图1可看出，减速电机每转动一圈，机器人整体向上爬行一次，重复状态1~5就可以准确实现机器人机械手之间的协调动作和机器人整体的蠕行爬行。通过实验，证明了该机器人的可用性和稳定性。

由该例我们可以发现，在机械设计中，只有具有创新性的思维方式，才能克服目前机械产品的缺陷，实现既定的设计目的，承载能力大、接触面积小、速度适中，适应能力强，能越障碍物，机构方案选择才能合理、经济。

三、参考文献

《蠕行式仿生变直径杆爬行机器人的设计》 王晓光 陈明森 文献标识码：A

第五篇：产品系统设计读书笔记

无论是设计还是生活，我门对某一件事物的认识都是由整体到部分，系统到要素，由浅入深，抽丝剥茧的过程。如是，我们才可准确把握事物的本质特征，从而避免管中窥豹，一叶障目而不见泰山，造成认识的片面和理解的不全面。

系统设计是以系统论为基础理论延伸出来的。它的中心思想是将事物看作一个完整的系统。因此在对其进行设计的时候，能够站到一个全局的、系统的高度来分析问题。

通常将系统定义为：系统是由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种特定功能的有机整体。从这个定义我们可以看出，系统是由要素构成的，要素则是构成系统的最小单元，通过改变要素的特征、组合方式、性能等方面，能够获得新的系统。

在进行设计活动的时候，我们需要有一种系统的思想来指导我们的设计工作。系统设计思想就是处理整体与部分的关系，整体与外部环境的关系，以及整体内部的协调优化。在系统设计的思想中，主要有战略设计思想、基于功能的设计思想、人机系统设计思想、管理决策设计思想、消费者的设计思想、设计者的设计思想。这些思想虽然出发点不同，但都从不同的角度对设计对象进行了很好的诠释，一个系统的设计是要为企业、消费者服务的，是由设计者创造出来满足用户要求的。

系统方法论最重要的理论便是给予对立统一的哲学观点，将还原论与整体论相结合、局部描述与整体描述相结合。运用分析和综合的方法解决问题。

分析的方法有很多，主要有调研分析法、投入产出法、分类法、相关表法、甘特图法、鱼骨图法、分解解析法。

综合的方法也有很多，主要有功能索求法、重构整合法、产品定位法、产品基准法、系统优化法、模块化法、平台化法、系列化法。

在产品系统设计中，我们要将产品看作一个系统，将产品看作要素、结构、功能的结合系统。不再把设计对象看成孤立的东西，而是把相关因素放在一个系统中考虑。因此，就不能简单地将产品看作是由一定材料、结构并赋予一定功能的服务。应当将产品的内部因素和外部因素都考虑到一个大的系统当中。

将单件产品看作一个系统之后，每个组件就是一个子系统，每个子系统都会有其独立的功能模块。这样可以方便我们进行更换。大大满足了我们个性化、维修、替换的要求。

产品各部分的空间结构也分为内部和外部，系统设计能够让我们注意到产品与环境的空间位置关系也具有很大的设计空间。产品系统主要有三种类型，独立的产品体系、共享平台的产品体系、大规模定制产品体系。

独立产品体系是一些结构上完全独立，但在功能、形态、色彩上能够组合为一个大的系统。其中主要应用是产品品牌形象的树立。比如迪斯尼品牌的童装、文具、玩具、书籍。他们虽然在结构上完全不同，但他们都有一个共同的功能，传播迪斯尼的品牌文化，所以在色彩和形态上都追求独立的产品体系。

共享平台的产品体系是通过固定一个主体模块，同时增加其他不同的功能模块以达到满足不同消费者的需求，这样能够节约成本。例如汽车产品，同一平台的汽车地盘结构，通过改变汽车外观、驾驶内饰等来满足不同消费和的要求。

大规模定制产品体系是为了解决批量化生产和个性化定制的矛盾而提出的系统设计方案。大规模定制的本质就是运用系统的思想建立可变性的产品模型，丰富标准零件和模块。通过不同的排列产生多样的组合效果来满足消费者的需求。所以它的核心关键词就是一个“变”字。而这种变化又是方便获得的。主要方法有三种：模块化的定制、可调节的定制、参数化的定制。

选择这些产品体系需要按照用户的需求来决定。不同用户的多元化需求可以利用模块化的产品体系。同一用户在使用中随时间的推移产生多样需求也需要选择模块化定制和共享平台产品体系。

读完产品系统设计之后，我觉得这本书内容比较宽泛，学习起来也比较繁杂。在产品设计当中系统包含范围太大，往大了说产品从开发到生产能叫系统，从市场调研到产品定位还是系统。学习理解无从下手这是我的感受，似乎在设计活动中要干的事情多了就要系统的整理一下。但书中主要讲了产品模块化和它的系统设计方法，单看这一部分，我觉得还是能够切实的感受到系统设计在产品设计中发挥的作用。但我想，这只是系统设计在应用过程中的一个方面，运用系统的思想其实还可以做很多研究，我想这是我要努力的地方。可能单纯的理论还是太枯燥了，让我有点难以消化。对于系统设计的知识，我还是会继续学习下去，慢慢消化一定可以积少成多，有所收获的。